Poul la Cour

Poul la Cour (13 kwietnia 1846 - 24 kwietnia 1908) był duńskim naukowcem, wynalazcą i pedagogiem. Dziś la Cour jest szczególnie ceniony za swoje wczesne prace nad energią wiatrową , zarówno eksperymentalne prace nad aerodynamiką, jak i praktyczne wdrażanie elektrowni wiatrowych. Przez większość życia pracował w Askov Folk High School, gdzie opracował historyczną genetyczną metodę nauczania przedmiotów ścisłych. Na początku swojego życia był wynalazcą telegraficznym pracującym z telegrafią multipleksową.

Biografia

Poul la Cour urodził się 13 kwietnia 1846 roku na farmie niedaleko Ebeltoft w Danii . Jego ojciec był nowoczesnym rolnikiem wprowadzającym nowe technologie w swoim gospodarstwie jako pierwszy wśród sąsiadów. Jednak la Cour miał swoje dary matematyczne od matki. W szkole łacińskiej w Randers bardzo słabo radził sobie z językami i musiał wcześnie zrezygnować z chęci zostania księdzem. Jego brat Jørgen la Cour (1838–98), który znał możliwe kierunki studiów w Kopenhadze, wkrótce skierował brata w nową dziedzinę meteorologii .

Wynalazca telegraficzny

Po ukończeniu studiów z fizyki i meteorologii w Kopenhadze w 1869 roku Poul la Cour podróżował po Europie, aby studiować praktyczną meteorologię. Najważniejszą inspirację czerpał od holenderskiego meteorologa de Buijs Ballot, z którym spędził miesiąc. Przekonał się, że Dania powinna stworzyć planowy instytut meteorologiczny zgodnie z zasadami de Buijs Ballot. W ciągu następnych pięciu lat jego życie było ściśle splecione z wczesną historią Duńskiego Instytutu Meteorologicznego, który został założony w 1872 roku wraz z nim jako zastępcą dyrektora.

telegrafia , najważniejszy technologiczny warunek współczesnej meteorologii. W czerwcu 1874 roku, w którym Edison wynalazł telegraf poczwórny, la Cour wynalazł urządzenie telegraficzne oparte na kamertonach. Pomysł polegał na umożliwieniu wielu telegrafistom wysyłania wiadomości po jednym przewodzie, z których każdy korzystał z własnej częstotliwości. Wykorzystując zjawisko rezonansu kamertonów, możliwe było rozdzielenie komunikatów na odbiorczym końcu przewodu. Opatentował swój wynalazek w Londynie 2 września 1874 roku, ale w Stanach Zjednoczonych Alexander Graham Bell , Elisha Gray a inni pracowali w podobny sposób, co zaowocowało protestami przeciwko jego amerykańskim wnioskom patentowym. Mając zbyt mało pieniędzy, aby zapłacić prawnikom, zrezygnował z roszczenia w Ameryce, a wynalazek ten został przypisany Elizeuszowi Grayowi. La Cour utrzymywał jednak, że Gray pracował nad wynalezieniem telefonu i zmienił swój wynalazek dopiero w chwili opublikowania amerykańskiej aplikacji la Cour. La Cour napisał później w artykule autobiograficznym, że poczuł złośliwą przyjemność, gdy Graham Bell otrzymał patent na telefon, składając wniosek zaledwie kilka godzin przed Grayem.

W 1876 roku la Cour mógł zademonstrować 12-krotną telegrafię za pomocą swojego systemu i przez jakiś czas interesowała się nim Great Nordic Telegraph Company. Jednak wydaje się, że tylko Danish Railroad Company wykorzystała jego wynalazek w Danii. Po rozczarowaniu na rynku amerykańskim wyprodukował nowy wynalazek, koło foniczne – silnik synchroniczny napędzany kamertonem , który wykorzystywał elektromagnes aby obrócić koło zębate silnika o jeden ząb dla każdej wibracji. Dzięki dwóm synchronicznym kołom fonicznym na odległość możliwa była mnogość urządzeń telegraficznych. Tym razem nie było problemów z patentem. Wynalazek został wyprodukowany w sierpniu 1875 r., Opatentowany w 1877 r., A szczegóły zostały opublikowane w książce The Phonic Wheel w 1878 r. W wydaniu duńskim i francuskim. W tym czasie wynalazek został przyjęty przez amerykańską firmę The Delany Synchronous multiple Telegraph i rozpoczęła się nowa walka o pierwszeństwo. W 1886 roku Instytut Franklina przyznał la Cour Medal Dziedzictwa im. Johna Scotta za koło foniczne i jednocześnie wręczył Delany'emu Medal Elliotta Cressona za synchronizację, przeciwko której protestował la Cour.

Koło foniczne było używane (w postaci multipleksowej telegrafii Delany'ego) na niektórych liniach telegraficznych na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych oraz na poczcie w Londynie. Był używany jako chronometr , który w krótkich pomiarach czasu był dokładny do 0,00004 sekundy. Najnowocześniejsze zastosowanie znalazł w mechanicznej „telewizji” Paula Gottlieba Nipkowa (1884).

Eksperymentalny młyn w Askov 1891

W latach osiemdziesiątych XIX wieku w Liceum Ludowym krytykowano podejście historyczne Grundtviga. W szczególności wykorzystanie nordyckich mitów i realizmu zyskało silniejszą pozycję w Askov Højskole. Historyczne podejście La Coura nie było zbytnio krytykowane, ale on także ponownie przeczytał swojego Grundtviga i stwierdził, że „w rzeczywistości jest to oznaką potęgi historii, że tworzę życie (teraz)”. Liceum Ludowe la Cour i Askov stał się bardziej zainteresowany rzeczywistością materialną, zarówno w nauczaniu, jak iw działaniu. La Cour ponownie został wynalazcą i fizykiem doświadczalnym, pracującym na rzecz wsi, skąd pochodziła większość studentów. Dania jest pobłogosławiona dużą ilością wiatru, aw czasie, gdy w Danii miała zostać wprowadzona elektryczność, la Cour uważał, że wiatr powinien przyczynić się do elektryfikacji kraju. w Holandii , pomysł elektryfikacji za pomocą wiatraków był badany z negatywnymi wnioskami, ze względu na ich małą wydajność i problemy z magazynowaniem energii. Ale te problemy przemówiły do ​​wynalazcy i fizyka la Cour. W 1891 roku wpadł na pomysł magazynowania energii wiatru w postaci wodoru (i tlenu) poprzez przepuszczanie energii elektrycznej przez wodę i stosowanie elektrolizy . Otrzymał wsparcie finansowe od rządu duńskiego, a pierwszy eksperymentalny młyn w Askov został wzniesiony latem 1891 roku. aby napędzać generator. Zostało to rozwiązane przez tzw. Kratostate, regulator różnicowy, który później został uproszczony („vippeforlaget”) i szeroko stosowany w wiatrakach produkujących energię elektryczną w krajach nordyckich i Niemczech .

Eksperymenty elektrochemiczne

Z pomocą profesora Pompeo Garutiego z Włoch był w stanie opracować system magazynowania wodoru w ciągu kilku lat. Dzięki osobistemu wkładowi w tę technologię uzyskał monopol na korzystanie z patentów Garutisa w Danii. Od 1895 do 1902 roku Liceum Ludowe w Askowie było oświetlane mieszaniną wodoru i tlenu i chociaż energia pochodziła z wiatru, wydaje się, że nie było ani jednego dnia bez światła, dzięki zbiornikowi wodoru o pojemności 12 metrów sześciennych. Powodem, dla którego la Cour porzucił ten system w 1902 roku, był fakt, że nie udało mu się opracować silnika gazowego opartego na wodorze jako paliwie, chociaż lata poświęcono na eksperymenty. Dzięki takiemu silnikowi można było odtworzyć elektryczność, a la Cour szybko zdał sobie sprawę, że elektryczność jest nośnikiem energii przyszłości. Następnie próbował innych form elektrochemicznego magazynowania energii, mając na celu opracowanie prototypów drobnego przemysłu chałupniczego: z wapienia i węgla wyprodukował węglik wapnia według procesu Thomasa L. Willsona iz soli wytworzył ług sodowy, wodorotlenek sodu . Nie przekształciło się to w chałupnictwo, ale dało początek niektórym małym duńskim firmom „Dansk Acetylen gasværk” i „Dansk elektrolytisk Alkalindustri”. Jego ostatnim elektrochemicznym pomysłem była produkcja nawozów sztucznych na małą skalę przy użyciu procesu wynalezionego właśnie przez Norwegów, Kristiana Birkelanda i Sama Eyde'a .

Muzeum Poul la Cour w budynkach w Askov, w których Poul la Cour przeprowadzał wiele swoich eksperymentów

Eksperymenty z aerodynamiki 1896–1900

Klasyczne wiatraki powinny obracać się przy delikatnym wietrze, ale tradycyjny młynarz nie był w stanie wykorzystać ogromnej ilości energii podczas burzy. Dla la Cour wiatrak był elektrownią , która powinna wytwarzać maksimum energii. Dlatego tradycyjny wiatrak musiał zostać zmieniony i to było tłem dla jego eksperymentów z aerodynamiką, które rozpoczęły się w 1896 roku.

Tradycyjna mądrość uważała działanie wiatru na skrzydła za impuls cząstek, co umożliwiło obliczenia newtonowskie . Chociaż Daniel Bernoulli i Leonhard Euler położyli podwaliny pod nowoczesną dynamikę płynów sto lat wcześniej, nie miało to żadnego wpływu na tak skomplikowane problemy praktyczne, jak działanie wiatru na skrzydła; aw przypadkach, w których obliczenia były możliwe, teoria nie zgadzała się z doświadczeniem (Paradoks d'Alemberta). Połączenie teorii i eksperymentu nastąpiło głównie dzięki starannemu tunelowi aerodynamicznemu eksperymenty. Duńską tradycję w tej dziedzinie zapoczątkowali HC Vogt i Johan Irminger na początku lat 90. XIX wieku. La Cour kontynuował w 1896 roku, kiedy zaczął testować małe modele wiatraków w tunelu aerodynamicznym, prawdopodobnie pierwsze takie eksperymenty na świecie skupiające się na wiatrakach.

Po zaledwie kilku tygodniach eksperymentów la Cour doszedł do ogólnych wniosków, które nadal są akceptowane: aby wytworzyć maksimum energii przy danej powierzchni skrzydeł, liczba skrzydeł powinna być mała, ich skos mały, a prędkość obrotowa duża. Kilka lat później przedstawił swoje wyniki audytorium złożonemu z inżynierów: pracując ze skrzydłem o standardowym rozmiarze, stwierdził, że w optymalnych warunkach 8 skrzydeł pochłaniałoby 28% całkowitej energii przechodzącej przez omiatany obszar, a 16 skrzydeł tylko nieznacznie lepiej (29% ), a nawet 4 skrzydła były dość dobre (21%). W obliczeniach opartych na cząstkowej koncepcji wiatru odkrył, że cztery skrzydła mogą pochłonąć 144% energii, która w nie uderzyła, co oczywiście jest niemożliwe. Doszedł do wniosku, że w ogóle wszystkie wcześniejsze teorie i formuły dotyczące skrzydeł wydawały się błędne; iw zakresie, w jakim były prawidłowe, nie dostarczyły młynarzowi żadnych informacji o jakimkolwiek praktycznym znaczeniu.

Bliższe zbadanie jakości tunelu aerodynamicznego La Coura pokazuje, że prędkość wiatru zmienia się o współczynnik 2 od linii środkowej do krawędzi, co wprowadza pewną niedokładność do jego wyników. Prawdopodobnie zdawał sobie sprawę z tej wady, ponieważ przez cały rok 1899 był bardzo ostrożny w konfiguracji eksperymentu. Pracował teraz z małymi sekcjami skrzydeł, płaskimi i zakrzywionymi płytami w środku tunelu aerodynamicznego i mierzył zarówno wielkość, jak i kierunek siły wynikowej, odkrywając w ten sposób zalety zakrzywionych profili. Jego zakrzywione skrzydło mogłoby wyprodukować czynnik 3 lepszy niż skrzydło płaskie, gdyby nie było zbyt dużego oporu powietrza, aby wziąć go pod uwagę.

Na podstawie tych eksperymentów zasugerował idealny młyn z czterokrotnie większym efektem (na powierzchnię skrzydła) niż średnia z pięciu istniejących młynów, które zmierzył. Kiedy faktycznie w 1899 roku zbudował nowy młyn w Askowie, był on tylko dwa razy skuteczniejszy, ze względu na 7% powierzchni oporu. W 1929 roku, zaledwie dwadzieścia lat po śmierci la Coura, zbudowano nowy młyn Askov zgodnie z „ideałem” la Coura i tym razem uzyskano współczynnik 4. Dla porównania, dzisiejsze wiatraki są około 3 razy wydajniejsze niż młyn z 1929 roku. Nie trzeba dodawać, że wszystkie te porównania wiążą się z pewnymi założeniami i problemami, ale wskazują one, że la Cour zrobił ważny krok naprzód.

Popularne oświecenie techniczne

Fakt, że idealny młyn la Coura wyglądał bardzo podobnie do tradycyjnego holenderskiego wiatraka, wywołał pewną krytykę jego pracy, a wsparcie rządu zostało zmniejszone w 1902 roku. Ale do tego czasu większość prac eksperymentalnych została ukończona i opublikowana, a on tylko rozważał eksperymenty te były środkiem do jego celu, jakim był rozwój obszarów wiejskich w Danii. Tak się złożyło, że w 1902 roku wiatrak w Askowie stał się prototypową elektrownią obsługującą wieś Asków do 1958 roku z akumulatorami do przechowywania energii i silnikiem benzynowym jako rezerwą mocy.

W tym samym czasie la Cour zaczął propagować ideę elektryczności wiatrowej. Jeśli mieszkańcy miasta lub wsi planowali budowę elektrowni, la Cour był często zapraszany do wyjaśnienia zalet tego nowego źródła energii. Napisał nawet bajkę „ Trolden ” o energii dla dzieci i nie było wątpliwości, że elektryczność była bohaterem tej bajki.

Najważniejszym środkiem rozpowszechniania energii wiatrowej było Duńskie Towarzystwo Elektryczności Wiatrowej (DVES), zainicjowane przez la Coura w 1903 roku. Przez następne pięć lat inżynier konsultant DVES zaplanował sto małych elektrowni, z których jedna trzecia na energię wiatrową.

Równie ważne dla wiejskiej elektryczności było szkolenie wiejskich elektryków. DVES szkolił rocznie około 20 elektryków w Askov. Uczyli się teorii przez trzy miesiące z utrzymaniem i rozwojem elektrowni wiatrowej Askov jako równoległym doświadczeniem praktycznym. Skończyli z projektem budowy małej elektrowni gdzieś w Danii. Był to krótki okres szkolenia w porównaniu z 4-letnim stażem elektryka miejskiego , ale badanie ich późniejszych karier pokazuje, że większość z nich znalazła pracę jako elektrycy wiejscy – wielu jako kierownicy małych elektrowni.

W końcu DVES opublikowało dwumiesięcznik poświęcony elektryczności wiatrowej, a autorem większości artykułów był la Cour. Porównując tę ​​całokształt działalności z rzeczywistą liczbą małych wiejskich elektrowni zbudowanych w Danii na początku wieku jeden [ kto? ] należy stwierdzić, że DVES był jednym z najważniejszych czynników decydujących o wyjątkowej zdecentralizowanej elektryfikacji w Danii.

Nagroda Poul la Cour

W 1992 roku, w uznaniu pionierskiej pracy Poul la Cour w technologii energii wiatrowej, Europejskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej, obecnie znane jako Wind Europe, ustanowiło Nagrodę Poul la Cour za wybitny wkład w przemysł energii wiatrowej.

Zwycięzcy

  • 1993 Erik Grove Nielsen — Aerostar za pionierski projekt łopat
  • 1995 Aloys Wobben - Enercon za bezprzekładniową turbinę ENERCON
  • 1999 Søren Krohn – Duńskie Stowarzyszenie Przemysłu Wiatrowego – za www.windpower.org
  • 2001 Ecotecnica za ich spółdzielczą strukturę organizacyjną
  • 2003 Wolfgang Palz - KE za pracę w Komisji Europejskiej
  • 2004 Esteban Morras - EHN za ustanowienie EHN jako jednego z wiodących deweloperów energii odnawialnej na świecie
  • 2006 Andrew Garrad - Garrad Hassan za wybitne osobiste osiągnięcia w energetyce wiatrowej
  • 2007 Erik Lundtang Petersen - Risø na cześć wybitnych osiągnięć w energetyce wiatrowej i za rzetelność naukową
  • 2008 Jos Beurskens - Energy Research Centre of the Netherlands (ECN) za wybitne osiągnięcia i wieloletnią pracę w dziedzinie energetyki wiatrowej
  • 2009 Mechtild Rothe - eurodeputowana za zaangażowanie w promowanie energii odnawialnej w Europie
  • 2010 Ian Mays RES - CEO i założyciel jednego z czołowych współtwórców rozwoju energetyki wiatrowej na arenie międzynarodowej
  • 2011 Heinrik Stiesdal – dyrektor ds. technologii w firmie Siemens Wind Power.
  • 2012 Christian Nath Germanischer Lloyd (GL). Niemieckie towarzystwo klasyfikacyjne
  • 2013 Profesor Arthouros Zervos - Prezes EWEA (2001 - 2013)
  • 2014 Eddie O'Connor - założyciel i dyrektor generalny Mainstream Renewable Power
  • 2019 John T Olesen - GE Renewables, za wybitny wkład w technologię energii wiatrowej
  • 2021 Anne Velenturf – University of Leeds, za wkład w gospodarkę o obiegu zamkniętym na rzecz zrównoważonego rozwoju branży wiatrowej

Patenty

  • Elektriske Telegrafaparat. duński patent nr. 41, 1875
  • Uzyskanie ruchów synchronicznych. Patent angielski nr. 4779, 1882.
  • Fremgangsmåde til Spektrotelegrafi, samt dertilhørende Apparater. duński patent nr. 193, 1890.
  • Apparat til at Bringe en motor til automatisk at følge en af ​​samme uafhængig bevæget Mekanisme. duński patent nr. 1068, 1892
  • Fremgangsmåde og Anordning til Formering og Udvaskning af Kviksølvkatoder pod ensartede Betingelser. duński patent nr. 5048, 1902.
  • Automatisk Reguleringsmetode for en elektrisk Strøm fra en Ligestrømsdynamo til et Akkumulatorbatteri med dertil hørende Ledningsnet. duński patent nr. 6138, 1903. Patent angielski nr. 131, 1904.
  • Arnfred, J. Th. (1968): Poul la Cour som finder. Årbog dla Danmarks Tekniske Museum.
  • Dresing, PC (1887): Wynalezienie synchronicznych obrotów za pomocą koła fonicznego Poul la Cours, stosowanego w telegrafii. Przegląd elektryczny 14 stycznia 1887, s. 31f.
  • Hansen, Hans Christian (1985): Poul la Cour, grundtvigianer, opfinder i folkeoplyser. Praca doktorska w języku duńskim ze streszczeniem w języku angielskim. Wyciąg
  • Hansen, Hans Christian (1981): Forsøgsmøllen i Askov.
  • van Heurn, J. (1894): Electrische Beweegkracht verkregen door Windmolens. Amsterdam.
  • la Cour, LF (1917): Slægten la Cour.
  • la Cour, Poul (1887): Koło foniczne. W Przeglądzie elektrycznym 25 listopada 1887.
  • la Cour, Poul (1900): Forsøgsmøllen i Askov I-II,
  • Nissen, Povl-Otto (2003): Poul la Cour i vindmøllerne.
  • Raport Komisji Specjalnej powołanej do zbadania protestu Poul la Cour ... Journal of the Franklin Institute, sierpień 1887.


Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Poul_la_Cour&oldid=1123639871 ”